Preparation of polystyrene–multiwalled carbon nanotube composites with individual-dispersed nanotubes and strong interfacial adhesion

Yuan, Jianmin; Fan, Zefu; Chen, Xiaohua; Chen, Xianhong; Wu, Zhenjun; He, Liang

doi:10.1016/j.polymer.2009.04.065

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“…For instance, even though the functionalized fillers could achieve better dispersion, but introduction of surface defects could deteriorate the intrinsic properties of the filler [16]. Grafting polymer chains on filler surface have been demonstrated effective approach to improve the interfacial interaction and thus enhanced property of the composites [80][81][82]. 3 Experimental methods of measuring interfacial interactions…”

Section: Covalent Interactionsmentioning

confidence: 99%

A review on the role of interface in mechanical, thermal, and electrical properties of polymer composites

Kashfipour

Mehra

Zhu

2018

Adv Compos Hybrid Mater

163

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Composite materials and especially polymer composites are widely used in daily life and different industries due to their vastly different properties and design flexibility. It is known that the properties of the composites are strongly related to the properties of its constituents. However, it has been reported in many studies, experimentally and by simulations, that the characteristics of the composites do not follow the rule of mixing. It means that in addition to properties of the constituents, there are other parameters affecting the final physicochemical properties of composites. The interfacial interactions between fillers and host is one of the factors which can strongly affect the properties of the composite. In this review, we summarized the type of interactions between the constituents, their improvement techniques, interaction measurement methods, and the effects of interfacial interactions on thermal, mechanical, and electrical properties of composites.

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Section: Covalent Interactionsmentioning

confidence: 99%

A review on the role of interface in mechanical, thermal, and electrical properties of polymer composites

Kashfipour

Mehra

Zhu

2018

Adv Compos Hybrid Mater

163

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“…Tensile strength decreased when CNTs were added directly to PS matrix, which implies that CNTs were agglomerated and not dispersed as individual tubes. It has been observed that the addition of 0.15!wt% purified CNTs into a polystyrene slightly decreased tensile strength [22]. When the amount of CNTs increased to 4!wt%, they began to strengthen the composite, as a micro-size filler.…”

Section: Annala Et Al -Express Polymer Letters Vol6 No10 (2012) 8mentioning

confidence: 99%

“…Electrical percolation was achieved at a lower CNT content than that needed with direct incorporation of the CNTs. To obtain only mechanical improvements, Yuan et al [22] prepared a polystyrene-CNT masterbatch by using in situ polymerization of styrene to coat the CNTs with polystyrene, and the masterbatch was diluted with melt mixing. They managed to enhance impact strength 250% compared with pure PS by adding 0.3!wt% CNTs to the composite, while maintaining the good dispersion of the CNTs.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Utilization of poly(methyl methacrylate) – carbon nanotube and polystyrene – carbon nanotube in situ polymerized composites as masterbatches for melt mixing

Annala¹,

Lahelin²,

Seppälä³

2012

Express Polym. Lett.

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Abstract. Carbon nanotubes (CNTs) were melt mixed directly or by using an in situ polymerized masterbatch into a matrix polymer, polystyrene (PS) or poly(methyl methacrylate) (PMMA). The mechanical properties of the composites were mostly determined by the amount of CNTs, and not by the use of directly melt mixed CNTs or the use of the masterbatch. In contrast, the electrical resistivity of the composites was dependent on the manner in which the CNTs were added to the matrix polymer. When there was increased interfacial adhesion between the components, as for PS and the CNTs, the use of directly melt mixed CNTs gave better resistivity results. Without strong interactions between the CNTs and the matrix, as with PMMA and CNTs, the use of a tailored masterbatch had a significant effect on properties of the final composites. The molecular weight and viscosity of masterbatches can be varied and when the PMMA-masterbatch had optimized viscosity with respect to the PMMA matrix, electrical resistivity of the final composites decreased noticeably.

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Section: -Propiedades Mecánicas De Los Nanocompuestos De Ntcunclassified

“…Como resultado se obtuvo una módulo elástico 3.1 veces superior al polipropileno, una resistencia a la tracción 3.9 veces superior y un alargamiento a rotura mejorado en 4.4 veces. Yuan et al 108 también consiguió una mejora significativa de las propiedades del poliestireno (PS) mediante la funcionalización de los nanotubos de carbono, aumentando la resistencia al impacto en un 250% con un 0.32% de NTC.La relación de aspecto de los nanotubos también es un factor determinante en la mejora de las propiedades mecánicas. Schafer et al 109 demostraron que la incorporación de nanotubos de poca longitud tiene poca influencia en el polímero de partida.…”

unclassified

Estudio del comportamiento susceptor de microondas de nanotubos de carbono y grafeno multicapa para su aplicación en el calentamiento de polímeros.

Galiana¹

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RESUMENEl objetivo de la presente Tesis Doctoral consiste en el desarrollo de nanocompuestos de polipropileno (PP) capaces de ser calentados y procesados de manera efectiva mediante radiación microondas. Los polímeros apolares como el polipropileno son transparentes a la radiación microondas. Con el fin de aumentar la capacidad del polipropileno para absorber radiación microondas se emplearon dos tipos de nanopartículas carbonosas: nanotubos de carbono (NTC) y grafeno multicapa (GMC). Las nanopartículas se incorporaron en la matriz de polipropileno por mezclado en fundido en extrusora co-rotativa de doble husillo.La primera fase del experimental consistió en evaluar la influencia de las condiciones de procesado en la dispersión de las nanopartículas susceptoras en la matriz de polipropileno (PP). La dispersión fue evaluada en base a la morfología y propiedades reológicas de los nanocompuestos con un contenido del 1% en peso de NTC y GMC. De esta primera fase se seleccionaron las condiciones de procesado más adecuadas para los sistemas PP/GMC y PP/NTC, y que para ambos sistemas coincidieron en la incorporación de las nanopartículas mediante dilución de un masterbatch, el empleo de una configuración de husillo de alta cizalla y la aplicación de velocidades de extrusión altas (800 rpm).Los estudios llevados a cabo en los sistemas nanocompuestos PP/NTC y PP/GMC preparados en las condiciones seleccionadas mostraron un aumento de la rigidez mecánica y de la estabilidad térmica con el incremento del contenido de nanocarga. Se obtuvo un aumento del módulo de almacenamiento del 125% para ambos sistemas con un porcentaje de aditivación en peso del 1%.El GMC mostró un efecto lubricante semejante al grafito cuando se incorporó en bajos porcentajes. Las curvas reológicas mostraron una disminución de la viscosidad de los nanocompuestos con respecto al PP virgen.Del análisis de las propiedades eléctricas y dieléctricas se determinó que el límite de percolación eléctrica para los nanocompuestos de PP/NTC se encuentra alrededor del 1% de NTC, mientras que para los nanocompuestos PP/GMC este límite está alrededor del 10% de GMC (obteniendo un valor de 4 10 -6 S/cm). Todos los nanocompuestos de NTC mostraron un comportamiento semiconductor, con valores de conductividad volumétrica situados en un rango de [10 -1 -10 -6 ] S/cm según el contenido de NTC.Los nanocompuestos de NTC mostraron un aumento de la constante dieléctrica y del factor de pérdidas con el contenido de NTC. Por lo tanto, los nanocompuestos basados en NTC son capaces de absorber radiación microondas y transformar esta energía en calor. Sin embargo, las propiedades dieléctricas del GMC fueron muy bajas y apenas aumentaron con el contenido de GMC.Se estudió la influencia del grado de dispersión en la efectividad de calentamiento por microondas de los diferentes sistemas nanocompuestos desarrollados con 1% de GMC y NTC. Los nanocompuestos PP/GMC no reflejaron ningún comportamiento susceptor de radiación microondas con contenidos de GMC del 1% en peso. Sin embargo, los...

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Preparation of polystyrene–multiwalled carbon nanotube composites with individual-dispersed nanotubes and strong interfacial adhesion

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A review on the role of interface in mechanical, thermal, and electrical properties of polymer composites

A review on the role of interface in mechanical, thermal, and electrical properties of polymer composites

Utilization of poly(methyl methacrylate) – carbon nanotube and polystyrene – carbon nanotube in situ polymerized composites as masterbatches for melt mixing

Estudio del comportamiento susceptor de microondas de nanotubos de carbono y grafeno multicapa para su aplicación en el calentamiento de polímeros.

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